Кубатурник - онлайн калькулятор объема древесины

О производительности станков углового пиления.

Настоящая статья посвящена рассмотрению составляющих производительности угловых бревнопильных станков. Станки с угловым пилением, представленные на российском рынке, можно разделить на 3 больших типа. Станки 2-х дисковые с подвижным бревном,  станки 2-х дисковые  со стационарно закрепляемым бревном, и станки  с поворотным диском  со стационарно закрепляемым бревном.  Наибольшее распространение в  настоящее время получили станки 2-х дисковые  со стационарно закрепляемым бревном. В качестве примеров таких станков можно привести станки «Альфа БС-3» (Барс-3) производства компании «Альфа-Интех» г. Челябинск, «DKP-6» (Словакия), «UNIVERSAL-1000»  (Польша). Принцип пиления, реализованный на таких станках, проиллюстрирован на  Рис. 1.  При этом, необходимо обратить внимание, что  на  прямом  ходу   цикла пиления, первым  врезается горизонтальный диск, что, как будет показано ниже, имеет принципиальное значение.        

Рис. 1

Рассмотрим подробнее времена цикла распиловки бревна на таких станках, который состоит из  загрузки бревна, распиловки бревна, съема остаточного горбыля. Примерное соотношение времен составляющих цикл приведено на круговой диаграмме, на  Рис. 2

(Данные получены в результате мониторинга пиления при среднем диаметре бревен около 37-38 см, длине бревна 4 м, загрузка тельфером, выравнивание и зажим вручную).

 

Рис. 2

Понятно, что в общем случае вид диаграммы будет зависеть от диаметра и длины распиливаемых бревен, способа загрузки бревна и съема остаточного горбыля, от конструктивных особенностей станка и др. факторов. Данная диаграмма приведена лишь для иллюстрации примерных соотношений составляющих цикла пиления. В любом случае наиболее  длительным будет время собственно пиления.  Поэтому его и  рассмотрим  в первую очередь.

При рассмотрении циклов пиления существенным является наличие возможности при обратном ходе портала станка либо автоматического сброса пиломатериала (как на «Альфа-БС-3»),  либо возможности обратного пиления («DKP-6», «UNIVERSAL-1000»).  К сожалению, эта альтернатива, пока является взаимоисключающей. Автору данной статьи пока не известны практически воплощенные конструктивные решения, позволяющие обеспечить одновременно как автоматический съем выпиленной доски, так и пиление обратным ходом.

На диаграммах  Ганта,   представленных  на Рис 3.  приведен цикл пиления для станков с автоматическим съемом и автоматическим позиционированием дисков (например: - с использованием системы оптимизации распила)  и для станка с обратным пилением. Данные приведены для доски 120х20 мм и при одинаковых мощностях двигателей 18,5 кВти получены в результате усреднения  результатов  реальных замеров на реальных производствах.

 

 Рис.3

Необходимо отметить, что  в случае с обратным пилением, сброс доски и позиционирование суппортов осуществляются параллельно двумя разными людьми, оператором и вспомогательным рабочим. При этом для обеспечения нормальной производительности в данном случае необходимо иметь как минимум 2-х рабочих, осуществляющих съем пиломатериала с обоих сторон бревна. Кроме того, полная одновременность позиционирования является некой натяжкой, поэтому время в 35 сек. для получения  2 – х досок при пилении обратном ходом, нужно считать оценкой снизу и в реальности оно может быть несколько больше из за естественной усталости вспомогательных рабочих.  Время позиционирования суппортов в среднем меньше на станке с автоматическим позиционированием. Особенно когда речь идет о начале пиления или о выпиливании горбыля в начале очередного ряда выпиливаемых досок, так как при ручном позиционировании оператору требуется время на то, чтобы «пристреляться» к требуемому положению пильных дисков.

Тем не менее, из Рис.3 видно, что для выпиливания  2-х досок  на станке с системой автоматического позиционирования дисков и с автоматическим сбросом пиломатериала потребуется 20х2 = 40 сек., тогда как на станке без автоматического позиционирования на это потребуется около 35 сек.  Т.е налицо ускорение пиления бревна примерно на 14-15 %.

Естественно, этот прирост скорости, необходимо рассматривать как потенциальный, так как для его реализации необходимо ещё обеспечить слаженную работу бригады.

  Для станка с автоматическим пилением зависимость производительности от человеческого фактора существенно меньше, поэтому данные приведенные на рис.3 для него более близки к реальности. Кроме того,  необходимо учитывать что, полный цикл распиловки бревна включает еще и время установки бревна и съема остаточного горбыля и что это время может составлять до 25 % от общего времени цикла распиловки (см. Рис.2). Поэтому реальный выигрыш в производительности при реализации обратного пиления при прочих равных условиях может составить 11-12%.   В условиях реального производства эти цифры могут иметь существенное значение, особенно если учесть не очень большую рентабельность большинства лесопильных производств.

           Поэтому имеет смысл более детально разобраться с особенностями обратного пиления. Это так же позволит более осознано подходить к выбору того или иного способа пиления и принимать решение об использовании обратного пиления в том или ином конкретном случае.

 Ниже указаны особенности, на которые необходимо обращать внимание при использовании обратного пиления.

  1. Необходимость использовать дополнительных людей для съема пиломатериала. Нормально 2-х человек, для съема доски с обоих сторон бревна;
  2. При обратном пилении первым врезается вертикальный диск, поэтому, при выпиливании  горизонтально расположенных досок,  в конце пиления, когда вертикальный диск уже вышел из тела бревна,  широкая пласть доски остается лежать на горизонтальном диске, что может привести к неконтролируемому сколу кончика доски и даже выбрасыванию доски из под дисков. Т.е. пиление горизонтально расположенных досок  может быть опасным для персонала. При вертикальном расположении доски вероятность выброса существенно меньше, но все же она так же существует.
  3. При производстве  широких или тяжелых пиломатериалов, для обеспечения нормального пиления без «зажима» дисков, обычно горизонтальному диску придают некоторый наклон в направлении пиления (обеспечивают «угол атаки»).  При обратном пилении этот диск будет входить в тело бревна с отрицательным  «углом атаки», поэтому нагрузка на диск будет неоптимальная. Так же она будет неоптимальная и при полном отсутствии «угла атаки».  В итоге это может привести к ускоренному износу зубьев и тела диска, а иногда, даже и к его зажимам и как следствие подгорание тела диска. По этой причине выпиливание горизонтальных досок с широкими сечениями и особенно из тяжелой (твердой) древесины обратным ходом может оказаться  проблематичным. Это особенно важно при получении радиального пиломатериала (это одно из основных назначений станков углового принципа распиловки), когда из условий обеспечения радиальности около половины выпиливаемых досок должны быть расположены горизонтально.
  4. На Рис.4 и Рис.5  показана работа пилы при прямом пилении (встречная подача) и при обратном пилении (попутная подача). Из рисунков ясно, что при обратном пилении кора и возможная грязь затягиваются в пропил, что не может не сказаться на износе зубьев. Опилки так же затягиваются в пропил, что ухудшает условия теплообмена диска с внешней средой и делает более вероятным поджог диска. При прямом же пилении опилки и грязь выталкиваются из пропила, в результате возможная загрязненность поверхности бревна сказывается на затуплении зубьев в гораздо меньшей степени.

Рис. 4

Рис. 5

  • Таким образом, наиболее подходящие условия для использования обратного пиления обеспечиваются, когда одновременно выполняются следующие условия:
  • производится распиловка мягких пород древесины:
  • используются бревна с чистой незагрязненной поверхностью:
  • горизонтальным диском осуществляется неглубокий пропил, т.е выпиливаются либо вертикально расположенные доски, либо рейки небольших сечений.

Что касается времени установки бревна и съема остаточного горбыля, то оно сильно зависит от видов используемых механизмов для загрузки бревна, его выравнивания и зажимов. Например, использование механизма поштучной подачи бревен в совокупности с гидравлической системой для выравнивания и зажима бревна, а так же с гидравлической системой сброса остаточного горбыля обеспечивает уменьшение этого времени почти на порядок по сравнению с загрузкой бревна тельфером и использованием механических зажимов  с ручным выравниванием..

Учитывая вышеизложенное, специалистами УРТЦ «Альфа-Интех» разработаны дополнительные опции для станков «Альфа БС-3», «Альфа БС-5», позволяющие поднять производительность на 15-20%:

  1. Обеспечена опционально возможность обратного пиления в ручном режиме или  режиме с использованием системы оптимизации распила. При этом при работе в режиме оптимизации система управления «сама решает», какие пропилы допустимо осуществлять обратным пилением, а какие нет. Естественно остается и полностью автоматический режим пиления, с автоматическим сбросом доски.
  2.  Разработан механизм поштучной подачи бревна с возможностью его полной интеграции с гидравлической системой  станков «Альфа БС-3», «Альфа БС-5», «Альфа ДГ». Обеспечена возможность использования данного механизма со станками других производителей.
  3. В 4 раза увеличена скорость работы гидравлики на механизмах выравнивания и зажима бревна.

Работы в части совершенствования оборудования продолжаются. Следите за новостями.